Tornano a camminare grazie ad un dispositivo collegato ad alcuni elettrodi innestati nel midollo spinale. Sembra un sogno ma è realtà grazie ad alcuni ricercatori europei:
Stando a quanto si apprende dallo studio pubblicato online, i ricercatori sono così riusciti ad inviare segnali a muscoli di gambe e tronco mediante stimoli elettrici generati esternamente da un computer controllato dal paziente. Alla ricerca ha lavorato anche Silvestro Micera, ricercatore italiano della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. A coordinare il progetto sono stati Grégoire Courtine e Jocelyne Bloch. Le immagini hanno fatto notizia in tutto il mondo alla fine del 2018 quando David Mzee, che era rimasto paralizzato da una lesione parziale del midollo spinale subito in un incidente sportivo, si alzò dalla sedia a rotelle e iniziò a camminare con l’aiuto di un deambulatore. Questa è stata la prima prova che il sistema di Courtine e Bloch, che utilizza la stimolazione elettrica per riattivare i neuroni spinali, potrebbe funzionare efficacemente nei pazienti. Avanti veloce di tre anni e una nuova pietra miliare è stata appena raggiunta:
Il team di ricerca guidato da Courtine, professoressa all’EPFL, e Bloch, professore e neurochirurgo al CHUV, ha potenziato il proprio sistema con impianti più sofisticati controllati da software di intelligenza artificiale. Questi impianti possono stimolare la regione del midollo spinale che attiva i muscoli del tronco e delle gambe. Grazie a questa nuova tecnologia, tre pazienti con lesione completa del midollo spinale hanno potuto camminare di nuovo fuori dal laboratorio. “I nostri algoritmi di stimolazione si basano ancora sull’imitazione della natura“, afferma Courtine. “E i nostri nuovi elettrocateteri impiantati morbidi sono progettati per essere posizionati sotto le vertebre, direttamente sul midollo spinale. Possono modulare i neuroni che regolano specifici gruppi muscolari. Controllando questi impianti”. Link video:
Attivazione delle sequenze motorie premendo un pulsante
In una fredda giornata nevosa dello scorso dicembre, Michel Roccati, un uomo italiano rimasto paralizzato dopo un incidente in moto quattro anni prima, ha sfidato il vento gelido per provare il sistema all’aperto, nel centro di Losanna. Di recente aveva subito la procedura chirurgica in cui Bloch gli ha posizionato il nuovo elettrocatetere impiantato sul midollo spinale. Gli scienziati del centro di ricerca NeuroRestore di Courtine e Bloch erano con lui, aiutando a preparare la dimostrazione. Hanno collegato due piccoli telecomandi al deambulatore di Michel e li hanno collegati in modalità wireless a un tablet che inoltra i segnali a un pacemaker nell’addome di Michel. Il pacemaker a sua volta trasmette i segnali all’elettrocatetere impiantato che stimola neuroni specifici, facendo muovere Michel. Quando fu pronto, Michel afferrò il deambulatore e partì. Premette il pulsante sul lato destro del deambulatore con la ferma intenzione di fare un passo in avanti con la gamba sinistra. Il suo piede sinistro si sollevò come per magia e cadde a terra pochi centimetri più avanti. Quindi ha fatto la stessa cosa con il pulsante sul lato sinistro e il suo piede destro si è spostato in avanti. Stava camminando! “I primi passi sono stati incredibili: un sogno diventato realtà!” lui dice. “Negli ultimi mesi ho svolto un allenamento piuttosto intenso e mi sono prefissato una serie di obiettivi. Ad esempio, ora posso salire e scendere le scale e spero di riuscire a camminare per un chilometro entro questa primavera”.
Anche altri due pazienti hanno testato con successo il nuovo sistema, descritto in un articolo apparso oggi su Nature Medicine . “La nostra svolta qui sono gli elettrocateteri impiantati più lunghi e più larghi con elettrodi disposti in un modo che corrisponda esattamente alle radici del nervo spinale”, afferma Bloch. “Questo ci dà un controllo preciso sui neuroni che regolano muscoli specifici”. In definitiva, consente una maggiore selettività e precisione nel controllo delle sequenze motorie per una determinata attività.
Basta un giorno per far sì
che i pazienti si sentano a proprio agio nell’uso del dispositivo. È ovviamente necessario un addestramento approfondito. Ma il ritmo e la portata della riabilitazione sono sorprendenti. “Tutti e tre i pazienti sono stati in grado di stare in piedi, camminare, pedalare, nuotare e controllare i movimenti del busto in un solo giorno, dopo che i loro impianti sono stati attivati!” dice Cortina. “Questo grazie ai programmi di stimolazione specifici che abbiamo scritto per ogni tipo di attività. I pazienti possono selezionare l’attività desiderata sul tablet e i protocolli corrispondenti vengono trasmessi al pacemaker nell’addome”. Mentre i progressi ottenibili in un solo giorno sono sorprendenti, i guadagni dopo diversi mesi sono ancora più impressionanti. I tre pazienti hanno seguito un regime di allenamento basato sui programmi di stimolazione e sono stati in grado di recuperare massa muscolare, muoversi in modo più autonomo e prendere parte ad attività sociali come bere un drink in piedi al bar. Inoltre, poiché la tecnologia è miniaturizzata, i pazienti possono svolgere i loro esercizi di allenamento all’aperto e non solo all’interno di un laboratorio.
“Questo studio dimostra ulteriormente i vantaggi del nostro approccio”, afferma Courtine. “Stiamo ora lavorando con ONWARD Medical , che recentemente è stata quotata su Euronext, per trasformare le nostre scoperte in trattamenti autentici in grado di migliorare la vita di migliaia di persone in tutto il mondo”.
Finanziamento
Gli stimolatori impiantabili sperimentali e gli elettrocateteri a piastre sono stati donati da Medtronic e ONWARD Medical. Questo lavoro è stato sostenuto da Wings for Life, Defitech Foundation, International Foundation for Research in Paraplegia, Rolex for Enterprise, Carigest Promex, Riders4Riders, ALARME, Panacée Foundation, Pictet Group Charitable Foundation, Firmenich Foundation, ONWARD Medical, European Union’s Horizon 2020 (785907 Human Brain Project SGA2, 842578 e 665667), RESTORE: Eurostars E10889, OPTISTIM: Eurostars E!12743, Fondazione nazionale svizzera per la scienza (NCCR Robotica), Consiglio europeo della ricerca (ERC-2015-CoG HOW2WALKAGAIN 682999) , Eurostars concede E10889, la Commissione per la tecnologia e l’innovazione Innosuisse (CTI 41871.1 IP_LS e CTI 25761.1) e il programma di borse di studio H2020-MSCACOFUND-2015 EPFL (sovvenzione 665667 a FBW).
Fonti studio:
https://www.nature.com/articles/s41591-021-01663-5
https://actu.epfl.ch/news/new-implant-offers-promise-for-the-paralyzed/
